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工厂供电课程设计——某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.07M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计 2008 年 7 月 2 日 目录 一、负荷计算..............................................................................2 二、变电所主变压器和主结线方案的选择............................. 4 三、短路电流的计算..................................................................5 四、变电所一次设备的选择校验............................................. 7 五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择.....................9 六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定...........10 七、设计图样............................................................................11 八、车间平面布置图................................................................12 九、心得体会........................................... 错误！未定义书签。 1
    一、负荷计算 1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成 5 组，分组如下： NO.1：29、30、31 NO.2：14——28 NO.3：1、32、33、34、35 NO.4：6、7、11、12、13 NO.5：2、3、4、5、8、9、10 2．总负荷计算表如表 1 所示。 配电箱的位置：D-②靠墙放置 配电箱的位置：C-③靠墙放置 配电箱的位置：B-⑤靠柱放置 配电箱的位置：B-④靠柱放置 配电箱的位置：B-⑥靠柱放置 表 1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表 类 别 编 号 名 称 动 力 1 机 加 工 一 车 间 铸 造 车 间 2 动 力 照 明 供 电 回 路 代号 No.1 供 电 回路 No.2 供 电 回路 No.3 供 电 回路 No.4 供 电 回路 No.5 供 电 回路 No.6 供 电 回路 No.7 供 电 回路 No.8 供 电 回路 No.9 供 电 回路 No.10 设备容 量 Pe/KW 需 要 系数 Kd cosΦ tanΦ 计算负荷 Q30 /Kvar S30 /KVA P30 /KW I30/A 104 0.7 0.95 0.33 72.8 24.0 76.7 116.5 82.9 0.2 0.5 1.73 16.6 28.7 33.2 50.4 157.7 0.2 0.5 1.73 31.5 54.6 63.0 95.7 22.5 0.2 0.5 1.73 4.5 7.8 9.0 13.7 38.6 0.2 0.5 1.73 7.7 13.4 15.4 23.4 160 0.4 0.7 1.02 64 65.3 91.4 138.9 140 0.4 0.7 1.02 56 57.1 80.0 121.5 180 0.4 0.7 1.02 72 73.4 102.8 156.2 8 0.8 1 0 6.4 0 6.4 9.7 2
    3 4 铆 焊 车 间 电 修 车 间 总计 (380V 侧) 动 力 照 明 动 力 照 明 供 电 回路 No.11 供 电 回路 No.12 供 电 回路 No.13 供 电 回路 No.14 供 电 回路 No.15 供 电 回路 1501.7 25 动 力 照 明 计入 KΣp=0.8 KΣq=0.85 150 0.3 0.45 2.0 170 0.3 0.45 2.0 45 51 89.1 99.8 151.6 101 113.1 171.9 7 0.8 1 0 5.6 0 5.6 8.5 150 0.3 0.5 1.73 45 146 0.3 0.56 1.48 44 10 0.8 1 0 8 78 65 0 90.0 136.8 78.5 119.3 8 12.2 0.67 1.12 586.1 657.4 880.7 1338.2 0.64 1.19 468.9 558.8 729.5 1108.3 3. 无功功率补偿 由表 1 可知，该厂 380V 侧最大负荷时的功率因素只有 0.64。而供电部门要 求该厂 10KV 进线最大负荷时的功率因素不应地于 0.90。考虑到主变压器的无功 损耗远大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷时的功率因素应稍大于 0.90，暂取 0.92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量: Qc=P30(tanΦ1- tanΦ2)=468.9[tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)]Kvar =361.1 Kvar 参照图 2-6，选 PGJ1 型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW0.4-14-3 型，采 用其方案 1（主屏）1 台与方案 3（辅屏）4 台相组合，总容量 84Kvar×5=420Kvar。 因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV 侧的负荷计算如下表： 项目 cosΦ 380V 侧补偿 0.64 表 2 无功补偿后工厂的计算负荷 计算负荷 P30/KW 468.9 Q30/Kvar 558.3 S30/KVA 729.5 I30/A 1108.3 前负荷 380V 侧无功 补偿容量 380V 侧补偿 0.96 468.9 -420 138.3 3 488.9 742.8
    后负荷 主变压器功 率损耗 10KV 侧负 荷总计 0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 二、变电所主变压器和主结线方案的选择 1．变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所 的主变压器可以有下列两种方案： （ 1 ） 装 设 一 台 主 变 压 器 型 式 采 用 S9 ， 而 容 量 根 据 SN 。 T=630KVA>S30=504.8KVA 选择，即选一台 S9-630/10 型低损耗配电变压器。至于 工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。 （2）装设两台主变压器 型式也采用 S9，每台容量按式 SN·T≈（0.6～0.7） S30 选择，即 SN·T≈（0.6～0.7）×504.8kVA=(302.9～353.36)kVA 因此选两台 S9-400/10 型低损耗配电变压器。 主变压器的联结组别均采用 Yyn0。 2．变电所主结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下 列两种主结线方案： （1）装设一台主变压器的主结线方案。 （2）装设两台主变压器的主结线方案。 （3）两种主结线方案的技术经济比较（表 3）。 比较项目 供电安全性 供电可靠性 表 3 两种主结线方案的比较 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 满足要求 基本满足要求 满足要求 满足要求 技 术 指 标 经 济 指 标 供电质量 由于一台主变，电压损耗略大 灵活方便性 只一台主变，灵活性稍差 扩建适应性 电力变压器的 综合投资额 高压开关柜（含计量 柜）的综合投资额 电力变压器和高压开 关柜的年运行费 稍差一些 由表 2-8 差得 S9-630 的单价为 7.47 万元，而由表 4－1 查得变 压器综合投资约为其单价的 2 倍，因此其综合投资为 2×7.47 万元＝14.94 万元 查表 4-10 得 GG-1A(F)型柜按每 台 3.5 万元计，查表得其综合投 资按设备价 1.5 倍计，因此其综 合投资约为 4×1.5×3.5 万元＝ 21 万元 参照表 4-2 计算，主变和高压开 关柜的折旧和维修管理费每年 4 由于两台主变并列，电压损 耗略小 由于有两台主变，灵活性较 好 更好一些 由表 2-8 差得 S9-400 的单价 为 5.31 万元，因此两台综合 投 资 为 4×5.31 万 元 ＝21.24 万元，比一台主变方案多投 资 6.3 万元 本 方 案 采 用 6 台 GG-1A(F) 柜，其综合投资约为 6×1.5 ×3.5 万元＝31.5 万元，比一 台主变方案多投资 10.5 万元 主变和高压开关柜的折旧和 维修管理费每年为 6.752 万
    为 3.706 万元（其余略） 交供电部门的一次性 供电贴费 按 800 元/kVA 计，贴费为 630 ×0.08 万元＝50.4 万元 元 ， 比 一 台 主 变 方 案 多 耗 3.046 万元 贴费为 2×400×0.08 万元＝ 64 万元，比一台主变方案多 交 13.6 万元 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台 主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变 的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大 增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。 三、短路电流的计算 1．绘制计算电路（图 1） 2．确定基准值 设 Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧 Ud2=0.4kV，则 图 1 短路计算电路 I  1 d I d 2  S d 3 U S d 3 U d 1 d 2   100 3  MVA 10.5kV  5.5 kV 100 MVA 4.03 kV   144 kA 3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统 X * 1  100 MVA / 200 MVA  5.0 （2）架空线路 由 LGJ-150 的 x 0  36.0  / kV ，而线路长 0.3km,故 X * 2  36.0(  )3.0  100  5.10 MVA  2 kV  .0 098 （3）电力变压器 有 X * 3  5.4 100  100 630 5.4%  ，故  1.7 ZU MVA kVA 因此绘等效电路，如图 2 所示。 5
    4．计算 k-1 点（10.5kV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容 图 2 等效电路 量 （1）总电抗标幺值 * X k  ( )1 X * 1  X * 2  .05.0  098  .0 598 （2）三相短路电流周期分量有效值 I )3( 1 k   I d 1 / X * (  k )1  5.5 kA .0/ 598  2.9 kA （3）其他短路电流 ）（ 3  I  I )3(   I )3( 1 k   2.9 kA )3( ish  55.2 I )3( I sh  51.1 I ）（ 3  ）（ 3   55.2  2.9  5.23 kA  51.1  2.9  9.13 kA （4）三相短路容量 S )3( 1 k   S d / X * (  k )1  100 MVA .0/ 598  167 2. MVA 5．计算 k-2 点（0.4kV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值 * X k  ( )1 X * 1  X * 2  X * 3  .05.0  098  7.71.7  （2）三相短路电流周期分量有效值 I )3( 2 k   I d 2 / X （3）其他短路电流 * (  k )1  144 kA 7.7/  7.18 kA ）（ 3  I  I )3(   I )3( 2 k   7.18 kA )3( ish  84.1 I ）（ 3   84.1  7.18  4.34 kA )3( I sh  09.1 I ）（ 3   09.1  7.18  4.20 kA （4）三相短路容量 S )3( 2 k   S d / X * (  k )2  100 MVA 7.7/  0.13 MVA 以上计算结果综合如表 4 所示。 短路计算点 三相短路电流/kA 三相短路容量/MVA 表 4 短路计算结果 6
    )3( kI I’’(3) (3) I )3( shi )3( shI k－1 k－2 9.2 9.2 9.2 23.5 13.9 18.7 18.7 18.7 34.4 20.4 )3( kS 167.2 13.0 四、变电所一次设备的选择校验 1．10kV 侧一次设备的选择校验（表 5） 表 5 10kV 侧一次设备的选择校验 断流 动稳定 选择校验项目 电压 电流 热稳定度 台数 装置地点条件 参数 UN I30 数据 10kV 36.4A (I1N·T) 能力 )3( kI 度 )3( shi 9.2kA 23．5kA 额定参数 UN IN Ioc imax (3) I 2tima 9.22×1.9 =160.8 2 tI t 10kV 630A 16kV 40kA 162×2=512 10kV 200A － 25.5kA 102×5=500 10kV 0.5A 50kA － 电压互感器 10/0.1 － － － － － 一 次 设 备 型 号 规 格 高压少油断路器 SN10-10I/630 高压隔离开关 GN 6 8 -10/200 高压熔断器 RN2-10 / kV 10 / 3 1.0 3 1.0 3 kV JDJ-10 电压互感器 JDJZ-10 电流互感器 LQJ-10 － － － － 10kV 100/5A － 31.8KA 81 7 2 5 2 1 1 3
    避雷器 FS4-10 10kV － － － 户外式高压隔离 开关 15kV 200A － － － － 2 1 GW4-15G/200 表 5 所选设备均满足要求。 2．380 侧一次设备的选择校验（表 6） 表 6 380V 侧一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 台数 装置 参数 UN I30 )3( kI )3( shi (3) I 2tima 地点 条件 数据 380V 总 742.8A 18.7kA 34.4kA UN IN Ioc imax 额定 参数 低压断路 器 DW15－ 380V 1500A 40kV 18.72×0.7=24 4.8 2 tI t 1500/3 低压断路 器 DZ20－ 380V 630 低压断路 器 DZ20－ 380V 200 低压刀开 一 次 设 备 型 号 规 格 630A (大于 I30) 200A (大于 I30) 一般 30kA 一般 25kA 关 HD13－ 380V 1500A － 1500/30 电流互感 器 LMZJ1 500V 1500/5A － －0.5 8 1 12 3 1 1
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